淺談水文地質(zhì)在工程地質(zhì)勘察中的重要性

【摘 要】為提高工程勘察質(zhì)量，在工程勘察中不僅要求查明與巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問題，評價地下水對巖土體和建筑物的作用及其影響，更要提出預(yù)防及治理措施的建議，為設(shè)計和施工提供必要的水文地質(zhì)資料，以消除或減少地下水對巖土工程的危害。本文結(jié)合作者多年工作經(jīng)驗，分別從工程中水文地質(zhì)的勘察要求、工程水文地質(zhì)的評價細(xì)節(jié)、工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)問題的評價內(nèi)容以及地下水引起的巖土工程危害四個方面闡述了水文地質(zhì)勘察的相關(guān)問題。

【關(guān)鍵詞】工程勘察；水文地質(zhì)；地質(zhì)勘察；地下水；重要性；影響

一、工程中水文地質(zhì)的勘察要求

在巖土工程勘察中，應(yīng)根據(jù)工程的具體要求，通過搜集資料和水文地質(zhì)勘察工作，查明工程所屬區(qū)域的水文地質(zhì)條件。

1.自然地理條件：這里面包括氣象水文特征和地形地貌等內(nèi)容，氣象水文特征是指工程所屬地域，是屬于亞熱帶還是熱帶、季風(fēng)氣候，濕潤程度與熱量等。地形地貌是指工程區(qū)域周圍的水系、平原或高原特征、地形開闊平坦與否、地貌侵蝕和堆積情況如何等。

2.地質(zhì)環(huán)境：包括工程所在區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造特征、基底構(gòu)造及其對第四系厚度的控制、地層巖性、新構(gòu)造運動等方面的內(nèi)容。

3.地下水位情況：包括近2～5年最高地下水位、水位變化趨勢；地下水補給排泄條件、地表水與地下水的補排關(guān)系及對地下水位的影響等。地下水位的變化對巖土工程的影響巨大，是工程勘察的重點內(nèi)容。

4.各含水層和隔水層的埋藏條件、地下水類型、流向、水位及其變化幅度；主要含水層的分布、厚度及埋深；通過現(xiàn)場試驗測定地層滲透系數(shù)等水文地質(zhì)參數(shù)等；場地地質(zhì)條件下對地下水賦存和滲流狀態(tài)的影響、判定地下水水質(zhì)對建筑材料的腐蝕性等。

二、工程水文地質(zhì)的評價細(xì)節(jié)

應(yīng)重點評價地下水對巖土體和建筑物的作用和影響，預(yù)測可能產(chǎn)生的巖土工程危害，提出防治措施。工程勘查密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類型的需要，查明有關(guān)水文質(zhì)問題，提供選型所需的水文地質(zhì)資料。應(yīng)從工程角度，按地下水對工程的作用與影響，提出不同條件下應(yīng)當(dāng)著重評價的地質(zhì)問題，當(dāng)基礎(chǔ)下部存在承壓含水層，應(yīng)對基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進(jìn)行計算和評價；在地下水位以下開挖基坑，應(yīng)進(jìn)行滲透和富水性試驗。并評價由于人工降水引起土凍沉降，邊坡失穩(wěn)進(jìn)而影響物穩(wěn)定性的可能。

三、工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)問題的評價內(nèi)容

對工程有影響的水文地質(zhì)因素有：地下水的類型，地下水位及變動幅度，含水層和隔水層的厚度和分布及組合關(guān)系，土層或巖層滲透性的強弱及滲透系數(shù)，承壓含水層的特征及水頭等。為提高工程地質(zhì)勘察質(zhì)量，應(yīng)在工程地質(zhì)勘察中加強對水文地質(zhì)問題的研究，不僅要求查明與巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問題，評價地下水對巖土體和建筑工程可能產(chǎn)生的作用及其影響，更要提出預(yù)防及治理措施的建議，為設(shè)計和施工提供必要的水文地質(zhì)資料，以消除或減少地下水對工程建設(shè)的危害。但在工程地質(zhì)勘察報告中，通常缺少結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)計和施工的需要評價地下水對巖土工程的作用和危害。今后在工程地質(zhì)勘察中應(yīng)從以下幾個方面對水文地質(zhì)問題進(jìn)行評價。

1.應(yīng)重點評價地下水對巖土體和建筑的作用和影響，預(yù)測可能產(chǎn)生的巖土工程危害，提出防治措施。

2.工程地質(zhì)勘察中還應(yīng)密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類型，查明與該地基基礎(chǔ)類型有關(guān)的水文地質(zhì)問題，提供選型所需的水文地質(zhì)資料。

3.不僅要查明地下水的天然賦存狀態(tài)和天然條件下的變化規(guī)律，更重要的是分析和預(yù)測今后在人為工程活動影響下地下水的變化情況，及其對巖土體和建筑物的不良作用。

4.地下水位的高低對各種建筑物都很重要，在分析工程地質(zhì)問題時，地下水位以上和以下要分別對待。

四、地下水引起的巖土工程危害

1.水位上升引起的巖土工程危害。潛水位上升的原因是多種多樣的，其主要受地質(zhì)因素如含水層結(jié)構(gòu)、總體巖性產(chǎn)狀；水文氣象因素如降雨量、氣溫等及人為因素如灌溉、施工等的影響，有時往往是幾種因素的綜合結(jié)果。由于潛水面上升對巖土工程可能造成如下影響：土壤沼澤化、鹽漬化，巖土及地下水對建筑物腐蝕性增強；斜坡、河岸等巖土體巖產(chǎn)生滑移、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象；一些具特殊性的巖土體結(jié)構(gòu)破壞、強度降低、軟化；引起粉細(xì)砂及粉土飽和液化、出現(xiàn)流砂、管涌等現(xiàn)象；地下洞室充水淹沒，基礎(chǔ)上浮、建筑物失穩(wěn)。

2.地下水位下降引起的巖土工程危害。地下水位的降低多是由于人為因素造成的，如集中大量抽取地下水、采礦活動中的礦床疏干以及上游筑壩、修建水庫截奪下游地下水的補給等。地下水的過大下降，常常誘發(fā)地裂、地面沉降、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害以及地下水源枯竭、水質(zhì)惡化等環(huán)境問題，對巖土體、建筑物的穩(wěn)定性和人類自身的居住環(huán)境造成很大威脅。

3.地下水位對巖土物理力學(xué)性質(zhì)的影響

地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產(chǎn)生不均勻的脹縮變形，嚴(yán)重若形成地裂，引起建筑物特別是低層或輕型建筑物的破壞。當(dāng)?shù)叵滤殿l繁時或變化幅度大時，不僅使巖土的膨脹收縮變形往復(fù)，而且會導(dǎo)致巖土的膨脹收縮幅度加大。因此，在膨脹性巖土地區(qū)進(jìn)行工程勘察時應(yīng)特別注意對場地水文地質(zhì)條件的研究，特別是地下水往復(fù)升降變化中高度和變化規(guī)律，這對地基基礎(chǔ)深度的選擇有主要的參考價值。

在建筑工程的地基內(nèi)，當(dāng)?shù)叵滤辉诨A(chǔ)底面以下壓縮層范圍內(nèi)發(fā)生變化時，就能直接影響建筑物的穩(wěn)定性。若水位在壓縮層范圍內(nèi)上升時，軟化地基土，使其強度降低、壓縮性增大，建筑物可能產(chǎn)生較大的沉降變形，若水位在壓縮層范圍下降時，巖土的自重應(yīng)力增加，可能引起地基基礎(chǔ)的附加沉降，如果土質(zhì)不均勻或地下水位的突然下降也可能使建筑物發(fā)生變形破壞。

在地下水位以上、地下水位變動帶和地下水位以下，土體從上到下具有明顯的變化規(guī)律，有天然含水量、孔隙比由小-大一小，壓縮模盆、承載力由大一小一大的變化規(guī)律。這是由于地下水位以上部位，經(jīng)長期淋濾作用，鐵鋁富集，并對土顆粒起膠結(jié)和充填作用，增大了土拉間連接力，往往形成“硬殼層”，因而含水、孔隙比小而壓縮模和承載力增高，而位于地下水位變動帶的土層，由于地下水積極文替，土中的鐵鋁成分淋失，土質(zhì)變松，因而含水量、孔隙比增大，壓縮模量、承載力降低，位于地下水位以下的土層，由于地下水交替緩慢，氧化、水解作用減弱，加之上扭土層的自重壓力作用，土質(zhì)比較密實，因而含水貧、孔隙比減小，壓縮模、承載力增高。巖土特別是各類軟質(zhì)巖石、風(fēng)化殘積土、不同成因的粘性土等， 其物理力學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律，與地下水位有著密切的聯(lián)系。

4.地下水動水壓力作用引起的巖土工程危害

地下水在天然狀態(tài)下動水壓力作用比較微弱，但是在人為工程活動中由于改變了地下水天然動力平衡條件，在一定的動水壓力作用下，往往會引起一些嚴(yán)重的巖土工程危害。

結(jié)束語

為提高工程勘察質(zhì)量，在工程勘察中不僅要求查明與巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問題，評價地下水對巖土體和建筑物的作用及其影響，更要提出預(yù)防及治理措施的建議，為設(shè)計和施工提供必要的水文地質(zhì)資料，以消除或減少地下水對巖土工程的危害。

參考文獻(xiàn)

[1]王大純，張大權(quán)，史毅虹等.水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)[M].北京，地質(zhì)出版社，1995